华电电气电力电子综合实验——直流电机调速实验-实验报告2019
实验十 直流电机调速实验
实验十直流电机调速实验一、实验目的:了解直流电机调速的原理与方法。
二、实验原理:(一)直流电机调速的方法有:1.调节电枢供电电压U改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压,从电动机额定转速向下变速,属恒转矩调速方法。
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说,这种方法最好。
变化遇到的时间常数较小,能快速响应,但是需要大容量可调直流电源。
2.改变电动机主磁通改变磁通可以实现无级平滑调速,但只能减弱磁通进行调速(简称弱磁调速),从电机额定转速向上调速,属恒功率调速方法。
变化时间遇到的时间常数同变化遇到的相比要大得多,响应速度较慢,但所需电源容量小。
3.电枢回路串电阻调速电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法,设备简单,操作方便。
但是只能进行有级调速,调速平滑性差,机械特性较软;空载时几乎没什么调速作用;还会在调速电阻上消耗大量电能。
(二)ETD 790 791系列装置是三相全数字式直流调速器,其工作电压最高可达500 Vac,工作电流可达4000A,频率范围为45-62赫兹,可用来控制电机的转速和转矩。
通过采用不同的外形尺寸,装置的电流最大可达到9000A。
调速器可分为两种类型:不可逆(791)和可逆(790)。
不可逆调速器仅用来控制一个方向的转速和转矩,而可逆调速器则可用来控制两个方向的速度和转矩。
当使用可逆调速器时,通过使用全控的反并联的可控硅模块,使电机电枢实现了真正四象限控制。
在制动期间,电机的能量可迅速反馈回电网。
调速器内部标配一个可调的励磁模块,用来调整电机励磁电流或者弱磁控制。
通过ETD 10.07.0 调控板上的一个32位的微处理器实现对调速器进行控制。
调控板同时可用于不可逆和可逆调速器。
微处理器的功能包括:主调节功能、与外部设备的接口功能、诊断功能。
这些功能可概括为:各种输入/输出信号,可进行自由组态;PID(三项控制器)速度环调节器;电流预控控制器,自动计算电机电阻,电感;辅助PID功能块,可自由配置;2层保护(报警与警告);控制面板可以自由配置参数,监视变量;通过RS232、RS422和RS485串行口实现的外部通信功能;内嵌CAN现场总线,且可通过不同的模块选择不同的现场总线。
直流电机的实训报告
一、实训背景直流电机是一种广泛应用于工业、交通、家电等领域的电机。
为了深入了解直流电机的工作原理、性能特点以及在实际应用中的调试和维护方法,我们进行了为期两周的直流电机实训。
通过本次实训,我们旨在提高对直流电机的理论知识和实际操作技能。
二、实训目的1. 理解直流电机的工作原理和基本结构。
2. 掌握直流电机的启动、调速和制动方法。
3. 学习直流电机的维护与故障排除。
4. 提高动手能力和团队协作精神。
三、实训内容1. 直流电机基本知识在实训开始阶段,我们学习了直流电机的基本原理和结构。
通过查阅资料和教师讲解,我们了解到直流电机主要由电枢、磁极、换向器和电刷等部分组成。
电枢是产生电磁力的部分,磁极是产生磁场的部分,换向器是改变电流方向的装置,电刷则是与换向器接触的部分。
2. 直流电机的启动启动直流电机是实训的重要环节。
我们学习了启动直流电机的两种方法:直接启动和降压启动。
直接启动是将电源直接连接到电机的电枢两端,使电机开始运转。
降压启动则是通过降低电源电压来减小启动电流,降低启动转矩。
3. 直流电机的调速直流电机的调速方法主要有两种:改变电枢电压和改变磁通。
改变电枢电压可以通过改变电源电压或者使用调压器来实现。
改变磁通则是通过改变磁极与电枢之间的间隙来实现。
4. 直流电机的制动制动是直流电机的重要操作之一。
制动方法包括机械制动和电气制动。
机械制动是通过摩擦力使电机停止转动,而电气制动则是通过改变电机的电枢电流方向来实现。
5. 直流电机的维护与故障排除在实训过程中,我们学习了直流电机的维护方法和故障排除技巧。
维护包括定期检查电机的运行状态、清洁电刷和换向器等。
故障排除则需要根据故障现象分析原因,采取相应的措施进行修复。
四、实训过程1. 理论学习我们首先通过查阅资料和教师讲解,对直流电机的基本原理、结构、启动、调速、制动和维护等方面进行了系统学习。
2. 动手实践在理论学习的基础上,我们进行了直流电机的实际操作。
综合实验四直流电机调速
综合实验四直流电机调速一、实验目的1、掌握直流电机的驱动原理。
2、了解直流电机调速的方法。
二、实验内容1、实验原理图:2、实验内容(1)用0832 D/A转换电路后的输出经放大后驱动直流电机。
(2)编制程序改变0832输出经放大后的方波信号的占空比来控制电机转速。
本实验中D/A输出为双极性输出,因此电机可以正反向旋转。
3、连线方法(1)将D/A区0832的片选信号连到译码输出Y0上。
(2)0832的输出AOUT端连到DJ插孔。
(3)直流电机插头插到实验仪的DM插座上。
(4)D/A区0832的WR连到BUS3区XWR上。
(5)将+12V、-12V插孔用导线连到外置电源上。
如果电源内置,则+12V、-12V插孔电源已连好。
(6)D/A区0832的VREF连到W2的输出VREF插孔。
W2输入VIN连到+12V插孔,调节W2,使VREF为+5V。
(7)将DMTO区-5V插孔用导线连到外置电源上,如果电源内置,-5V线内部已连好。
三、程序程序清单:ORG 0C30HHA14S: MOV SP,#53HMOV DPTR,#8000HMOV A,#0FFHHA14S1: MOVX @DPTR,ALCALL DELAYHA14S2: DEC ALCALL DELAYMOVX @DPTR,ACJNE A,#00H,HA14S2HA14S3: INC AMOVX @DPTR,ALCALL DELAYCJNE A,#0FFH,HA14S3SJMP HA14S1DELAY: MOV R7,#0FFHDELAY1: MOV R6,#80HDELAY2: DJNZ R6,DELAY2DJNZ R7,DELAY1RETEND四、实验步骤1、确认连线正确性。
2、在“P.....”状态下,从起始地址0C30H开始连续运行程序。
3、观察直流电机的转速。
直流电动机调速实训报告
一、实训目的本次实训旨在使学生了解直流电动机的工作原理、调速方法及其在实际应用中的重要性。
通过实训,使学生掌握直流电动机的调速原理、调速方法、调速装置及其操作方法,提高学生对电机调速技术的理解和应用能力。
二、实训内容1. 直流电动机基本结构及工作原理实训开始前,先向学生介绍直流电动机的基本结构,包括定子、转子、电刷、换向器等部件。
然后讲解直流电动机的工作原理,即通过电磁感应原理将直流电能转换为机械能。
2. 直流电动机调速方法(1)调压调速:通过改变电枢电压来调节电动机转速。
升压时转速升高,降压时转速降低。
(2)电枢串电阻调速:在电枢回路中串联电阻,通过改变电阻值来调节电动机转速。
电阻越大,转速越低。
(3)改变磁通调速:通过改变励磁电流来调节电动机转速。
升压时转速降低,降压时转速升高。
3. 直流电动机调速装置及操作方法(1)调压调速装置:采用直流调压器,通过调节调压器的输出电压来改变电枢电压。
(2)电枢串电阻调速装置:采用调速电阻器,通过调节电阻器的阻值来改变电枢回路中的电阻。
(3)改变磁通调速装置:采用励磁调节器,通过调节励磁电流来改变磁通。
4. 实训操作(1)调压调速:将直流电动机接入调压调速装置,通过调节调压器输出电压,观察电动机转速的变化。
(2)电枢串电阻调速:将直流电动机接入电枢串电阻调速装置,通过调节调速电阻器的阻值,观察电动机转速的变化。
(3)改变磁通调速:将直流电动机接入改变磁通调速装置,通过调节励磁调节器的电流,观察电动机转速的变化。
三、实训结果与分析1. 调压调速实训结果表明,通过调节调压器的输出电压,可以实现对直流电动机转速的调节。
升压时转速升高,降压时转速降低。
但需要注意的是,电压过高或过低都会对电动机造成损害。
2. 电枢串电阻调速实训结果表明,通过调节调速电阻器的阻值,可以实现对直流电动机转速的调节。
电阻越大,转速越低。
但电阻过大时,会导致电枢电流过大,损耗能量过多,效率变低。
直流电机实验报告
直流电机实验报告直流电机实验报告引言直流电机是一种常见的电动机,其工作原理基于直流电流的流动。
本次实验旨在通过对直流电机的实际操作和观察,深入了解其结构、特性和应用。
实验装置和步骤实验所用的装置包括直流电机、电源、电流表、电压表和转速计。
实验步骤如下:1. 将直流电机与电源连接,确保电源的极性正确。
2. 将电流表和电压表分别连接到电机的电源端和负载端。
3. 打开电源,逐渐增加电流,记录电流表和电压表的读数。
4. 使用转速计测量电机的转速,并记录下来。
实验结果和分析通过实验,我们得到了电流表和电压表的读数以及电机的转速。
根据这些数据,我们可以分析直流电机的特性。
1. 电流和电压之间的关系我们可以观察到,随着电流的增加,电压也相应增加。
这是因为直流电机的电阻和电动势之间存在一定的关系,电流增加时,电机内部的电压降也会增加。
2. 转速和电压之间的关系我们还可以发现,随着电压的增加,电机的转速也增加。
这是因为电压的增加会导致电机受到更大的驱动力,从而加速转动。
3. 转速和负载之间的关系在实验中,我们可以通过改变负载来观察电机的转速变化。
当负载增加时,电机的转速会减小。
这是因为负载的增加会增加电机的负载转矩,使电机更难以转动。
应用领域和意义直流电机广泛应用于各个领域,包括工业、交通、家用电器等。
其主要应用包括:1. 工业自动化:直流电机可用于驱动机械设备,如输送带、机床等。
2. 交通运输:直流电机可用于汽车、电动自行车等交通工具的驱动系统。
3. 家用电器:直流电机可用于吸尘器、洗衣机等家用电器的驱动。
直流电机的实验研究对于深入了解其特性和应用具有重要意义。
通过实际操作和观察,我们可以更好地理解电机的工作原理和性能特点。
同时,对于电机的应用领域和改进也提供了一定的参考和指导。
结论通过本次实验,我们对直流电机的结构、特性和应用有了更深入的了解。
我们观察到了电流和电压、转速和电压、转速和负载之间的关系,并分析了这些关系的原因。
直流电机调速部分实验说明
直流电机调速实训部分实验说明实验1、继电保护电路工作原理分析一、课堂组织1、检查学生出勤情况2、检查学生劳保用品穿戴情况二、授课内容(一)组成直流调速部分包括主回路三相全控桥、继电保护电路、电源电路、调节及保护电路、触发电路、隔离保护电路等组成。
(二)用途用于直流电动机降低电枢电压调速或转速电流双闭环调速,也可作为大功率直流电源使用。
(三)特点1、直流电动机改变电枢电压调速的特点改变电动机的电枢电压,电动机机械特性的硬度变化不大,转速稳定性好,可实现无级调速。
2、本系统特点电压单闭环,带电流截止负反馈或转速电流双闭环,输出电压连续可调,闭环机械特性硬度高,具有过载及主电路缺相保护,使电动机具有挖土机特性。
(四)继电保护电路工作原理1、继电保护原理图N控制电路给定回路故障指示H12、工作原理分析启动:⑴闭合SA1,KM2线圈得电,主触头闭合,将U、V、W和36、37、38接通,使同步及电源变压器得电,控制电路开始工作。
36#线得电和KM2辅助常开触头的闭合,为主电路给定回路的接通做好准备。
⑵闭合SA2,KM1线圈得电。
主触点接通三相电源与主变压器得电。
KM1的辅助常开触点闭合。
1 / 46①使控制电路接触器KM2线圈始终接通,保证主电路得电时,控制电路不能被切断。
②为给定回路的接通做好准备。
⑶按下SB2,给定回路接通,KA1得电自锁,进行完⑴、⑵、⑶后,启动完成。
停止:⑴按下SB1,切断给定回路。
⑵断开SA2,切断主电路。
⑶断开SA1,切断控制电路。
3、给定回路原理图(+15v)(-15v)KA11闭合后,+15v接通,KA11线圈不得电时,-15v接通。
(五)在继电保护电路中的一些问题1、与SA1并联的KM1辅助常开触点的作用是什么?当KM2得电后,KM1才能得电。
依靠KM1线圈前的KM2常开完成顺序控制。
但一旦KM1闭合后,KM2将无法断开,是由并联在SA1上的KM1触头实现的,其作用是保证控制电路得电后,主电路才能得电,而主电路没有断电时,控制电路不能断电,主电路得电而控制电路不工作,容易出现事故。
直流电动机调速实验报告
直流电动机调速实验报告摘要:本次实验通过对直流电动机调速系统的设计与搭建,探索了采用不同控制方法对电动机进行调速的效果与特性。
通过实验验证,得出了电流调速和电压调速方法在直流电动机调速中的应用特点和优缺点。
一、引言直流电动机是一种广泛应用于工业生产中的电动机,其具有调速范围广、响应快、工作可靠等特点。
直流电动机调速是工业自动控制系统中的常见问题,其调速性能直接影响到生产设备的工作效率和质量。
因此,对直流电动机调速系统进行研究与实验具有重要的意义。
二、实验目的1.熟悉直流电动机的基本结构和工作原理;2.掌握电流调速和电压调速在直流电动机调速中的应用特点;3.进行实验验证,分析电流调速和电压调速的优缺点。
三、实验原理直流电动机的调速方法主要包括电流调速和电压调速两种。
电流调速通过改变电机的输入电流来调节电机的转速,而电压调速则是通过改变电机的输入电压来调节电机的转速。
电流调速适用于负载变化较大的场合,而电压调速适用于负载稳定的场合。
四、实验设备与材料1.直流电动机;2.调速器;3.控制器;4.多用表;5.实验电路板等。
五、实验步骤1.搭建电流调速实验电路,连接电动机、调速器和控制器;2.按照实验要求调节控制器的参数;3.打开电源,设置控制器的输入信号;4.在实验过程中记录电机的转速、电流和输出功率等参数;5.将实验数据整理并进行分析。
六、实验结果与讨论根据实验数据,绘制了电流调速和电压调速的转速-负载特性曲线。
分析实验数据发现,电流调速方法在负载变化较大时,保持了较稳定的转速,且响应速度较快。
而电压调速方法在负载较稳定时能够保持较好的速度稳定性,但对于负载变化较大的情况,则转速会有较大波动。
七、结论通过本次实验研究发现,电流调速和电压调速方法在直流电动机调速中具有不同的应用特点和优缺点。
电流调速适用于负载变化较大的场合,能够保持转速的稳定性和响应速度;而电压调速适用于负载较稳定的场合,能够保持较好的转速稳定性。
直流调速电机实验报告
一、实验目的1. 理解直流调速电机的工作原理和调速方法。
2. 掌握直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。
3. 熟悉直流调速电机的驱动电路和控制系统。
4. 培养实验操作技能和数据分析能力。
二、实验仪器与设备1. 直流调速电机:一台2. 可调直流电源:一台3. 电机转速测量仪:一台4. 电流表:一台5. 电压表:一台6. 实验台:一套三、实验原理直流调速电机是通过改变电枢电压或励磁电流来调节电机转速的。
本实验采用改变电枢电压的方式来实现调速。
四、实验内容与步骤1. 实验一:直流调速电机调速性能测试(1)连接实验电路,确保接线正确无误。
(2)将可调直流电源输出电压调至一定值,启动电机。
(3)使用电机转速测量仪测量电机转速。
(4)改变可调直流电源输出电压,重复步骤(3),记录不同电压下的电机转速。
(5)绘制电机转速与电压的关系曲线。
2. 实验二:直流调速电机驱动电路与控制系统测试(1)连接实验电路,确保接线正确无误。
(2)启动电机,观察电机正反转及转速。
(3)调整驱动电路中的PWM波占空比,观察电机转速变化。
(4)改变PWM波频率,观察电机转速变化。
(5)绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 实验一结果分析根据实验一的数据,绘制电机转速与电压的关系曲线。
分析曲线,得出以下结论:(1)电机转速与电枢电压成正比关系。
(2)电机转速存在最大值和最小值,分别为电机空载转速和堵转转速。
2. 实验二结果分析根据实验二的数据,绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。
分析曲线,得出以下结论:(1)电机转速与PWM波占空比成正比关系。
(2)电机转速与PWM波频率成反比关系。
(3)PWM波频率过高或过低都会导致电机转速不稳定。
六、实验总结1. 通过本次实验,掌握了直流调速电机的工作原理和调速方法。
2. 熟悉了直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。
3. 掌握了直流调速电机的驱动电路和控制系统。
PWM直流电机调速实验报告
直流电机PWM调速模块由测速电路和PWM调速电路两部分组成。模块的电源由接口总线引入。本模块使用的电机为5V直流电机。
1)电机测速部分
①直流电机测速原理介绍
电机测速部分由光电开关完成,电机带动一个周边均匀分布圆孔的金属圆盘,当电机转动时,圆盘跟着一起转动。光源发出的光通过圆孔照射到光电器件上,当圆孔随着电机轴转动时,光电开关可以输出和圆孔数目相同的脉冲,从而测得转速。
3.观察直流电机转速,一段时间后控制在程序设定的值30转/S的左右。
三、实验原理图
四、实验原理
1.PWM的调速原理
PWM调速是通过改变输出脉冲的占空比,从而改变电机转速的一种调速方法。PWM调速分为单极性和双极性两种。在单极性方式下,电机的转动方向不变,改变的只是转速;而在双极性方式下,电机的转动方向和转速都是可变的。本实验是单极性控制,其基本原理如下:
shortdelay(PWMH);
PWM=0;//turn off电机
shortdelay(PWML);
}
}
五、实验结论及讨论
本实验成功实现了直流电机转速的控制,转速设定值为30r/s,通过数码管显示出当前转速,和设定值,利用脉宽调制原理对电机转速进行间接控制。
本实验实现了通过PWM方法使输出电压改变从而改变直流电机转速的目标,并且电机的转速可以显示出来。因此,本实验既达到了动态调节电机转速,又实现了实时检测电机运转情况。
机电一体化实验报告
题目:
PWM直流电机调速实验
学生姓名:
学号:
指导教师:
张友旺
学院:
机电工程学院
专业班级:
机械1604班
日期2019年12月
电机调速实验报告
电机调速实验报告电机调速实验报告引言:电机调速是现代工业中常见的控制技术,它在各种机械设备中起着至关重要的作用。
本实验旨在通过对电机调速实验的研究,深入了解电机调速的原理和方法,并通过实际操作验证其有效性。
一、实验目的本实验的主要目的是研究电机调速的原理和方法,通过实际操作验证电机调速的效果。
具体目标如下:1. 了解电机调速的基本原理和分类;2. 掌握电机调速的常用方法和技术;3. 进行电机调速实验,验证调速效果;4. 分析实验结果,总结电机调速的优缺点。
二、实验原理1. 电机调速的基本原理电机调速是通过改变电机输入电压、电流或频率等参数,来调整电机的转速。
根据电机调速的原理,可以将电机调速方法分为电压调速、电流调速、频率调速和转子电阻调速等。
2. 电机调速的分类根据电机调速的分类,可以将其分为感应电动机调速、直流电动机调速和步进电动机调速等。
每种调速方法都有其适用的场景和优缺点。
三、实验步骤1. 准备工作在实验开始前,需要准备好实验所需的设备和材料,包括电机、电源、电压表、电流表等。
2. 实验操作(1)连接电路将电源与电机连接,并通过电压表和电流表测量电机的输入电压和电流。
(2)调整电压通过调节电源的输出电压,改变电机的输入电压,观察电机的转速变化。
(3)调整电流通过调节电源的输出电流,改变电机的输入电流,观察电机的转速变化。
(4)调整频率通过调节电源的输出频率,改变电机的输入频率,观察电机的转速变化。
(5)调整转子电阻通过改变电机转子电阻的大小,来调整电机的转速,观察电机的转速变化。
四、实验结果与分析通过实验操作,我们观察到电机调速的效果。
在调整电压、电流、频率和转子电阻的过程中,电机的转速发生了相应的变化。
通过分析实验结果,我们可以得出以下结论:1. 电压调速:电压的增加会提高电机的转速,但过高的电压可能会损坏电机。
2. 电流调速:电流的增加会提高电机的转速,但过高的电流可能会导致电机过载。
直流电机调速实验
直流电机调速实验0、说明:本试验经过调试通过1、原理介绍直流电机控制原理为采用高性能单片机C8051f022输出可调占空比的PWM方波。
电机驱动芯片为L298。
直流电机驱动就是利用PWM脉宽控制L298电流输出大小。
其电路图如图1和图所示。
图1直流电机驱动电路PART A图2 直流电机驱动电路PART B注意:(1)、接线中容易出错的事L298的15脚和1脚没有接地,这样导致电流不能流向地,点击不转。
(2)、光耦PWM最后采用反应时间比较短的6n137.方向的无所谓啦。
(3)、L298其实就是一个全桥驱动电路。
如图3所示。
他接收的是PWM方波,输出为跟PWM方波占空比相同的外接电压方波。
还有一个L292芯片,还可以接收模拟电压直接调节,更简单。
图3 L298 原理2、PWM的产生使用c8051f022的PCA口,程序如下://///////直流电机驱动调试电路///////////////////////moto_PWM.c//////////////////////////#include <C8051F020.h>typedef unsigned int uint;typedef unsigned char uchar;typedef unsigned long ulong;#define MOTO_BREAK DIR1A=DIR1B#define MOTO_FORD DIR1A=0;DIR1B=1#define MOTO_BACK DIR1A=1;DIR1B=0sfr16 RCAP2=0xca;sfr16 RCAP3=0xca;sfr16 RCAP4=0xca;sfr16 TMR4=0xcc;sfr16 TMR3=0xcc;sfr16 TMR2=0xcc;sfr16 PCA0CP0=0xfb;sfr16 PCA0CP1=0xfd;sfr16 PCA0CP2=0xe9;sfr16 PCA0CP3=0xeb;sfr16 PCA0CP4=0xed;sfr16 PCA0CP5=0xe1;uchar temppage;sbit DIR1A=P3^0;//方向控制管脚sbit DIR1B=P3^1;void pca0ini(){//CEX0为8bit PWM输出模式SFRPAGE = 0x00;PCA0CPM0=0X42;}void delay1ms(uint time){//延迟1msuint i;uint j;for (i=0;i<time;i++){for(j=0;j<300;j++);}}void PWM0_set(uchar val){//高电平占空比为val/256SFRPAGE = 0x00;PCA0CPH0=~val+1;}void pcaini(){SFRPAGE=0x00;PCA0MD=0x08;//PCA采用系统时钟,且PCA溢出中断禁止PCA0CN=0x40;//启动PCA计数器}void config(){//看门狗禁止WDTCN = 0x07;WDTCN = 0xDE;WDTCN = 0xAD;SFRPAGE = 0x0F;//交叉开关配置,CEX0-CEX5配置到P0.0-P0.5XBR0 = 0x30;XBR1 = 0x00;XBR2 = 0x40;XBR3 = 0x00;//管脚输出配置,P0口为开漏输出,其中P0.6接上拉电阻,P0为数字输入口SFRPAGE = 0x0F;P0MDOUT = 0x00;P1MDIN = 0xFF;//晶振配置,采用内部晶振8分频SFRPAGE = 0x0F;CLKSEL = 0x00;OSCXCN = 0x00;OSCICN = 0x84;}void main(void){config();pcaini();pca0ini();while(1){//慢速反向运行2秒MOTO_BACK;PWM0_set(10);delay1ms(2000);MOTO_BREAK;//急停//慢速正向运行2秒MOTO_FORD;PWM0_set(10);delay1ms(2000);MOTO_BREAK;//急停delay1ms(2000);//快速反向运行2秒MOTO_BACK;PWM0_set(200);delay1ms(2000);MOTO_BREAK;//急停delay1ms(500);//快速正向运行2秒MOTO_FORD;PWM0_set(200);delay1ms(2000);MOTO_BREAK;//急停delay1ms(2000);}}前面一大块定义有一些没有用,不用管它。
直流调速系统实训报告
一、实训目的1. 理解直流调速系统的基本原理和组成。
2. 掌握直流调速系统的调试方法和步骤。
3. 熟悉晶闸管直流调速系统的控制原理和电路连接。
4. 通过实际操作,加深对理论知识的理解和应用。
二、实训内容本次实训主要涉及以下内容:1. 直流调速系统的基本组成和原理。
2. 晶闸管直流调速系统的电路连接和调试。
3. 直流调速系统的性能测试和分析。
三、实训过程1. 直流调速系统的基本组成和原理直流调速系统主要由直流电动机、晶闸管整流器、触发电路、平波电抗器、调节器等组成。
其工作原理是:通过改变晶闸管的导通角,控制整流电路输出的直流电压,从而实现直流电动机的调速。
2. 晶闸管直流调速系统的电路连接和调试(1) 晶闸管整流电路的连接首先,根据实训要求,将晶闸管整流电路的各个元件按照电路图进行连接。
连接过程中,注意各个元件的极性、顺序和焊接质量。
(2) 触发电路的连接触发电路的连接相对简单,主要是将触发电路的各个元件按照电路图进行连接。
连接过程中,注意触发电路的电源电压和触发脉冲的频率。
(3) 调节器的连接调节器是直流调速系统的核心部分,其连接相对复杂。
首先,将调节器的输入端接入晶闸管整流电路输出的直流电压,再将调节器的输出端接入触发电路。
连接过程中,注意调节器的参数设置和反馈环节的连接。
(4) 调试在电路连接完成后,进行系统的调试。
首先,检查各个元件的连接是否正确,然后进行系统的空载调试。
在空载调试过程中,观察晶闸管整流电路的输出电压和直流电动机的转速是否正常。
如不正常,则检查电路连接和元件参数。
3. 直流调速系统的性能测试和分析在系统调试正常后,进行性能测试。
主要测试以下指标:(1) 调速范围:在给定输入电压下,直流电动机的转速变化范围。
(2) 调速精度:在给定输入电压下,直流电动机转速的稳定性和准确性。
(3) 动态响应:在给定输入电压变化时,直流电动机转速的响应速度和稳定性。
测试过程中,记录各个指标的数据,并进行分析。
直流电机PWM 调速实验报告
直流电机PWM调速实验报告学院:专业:机械设计制造及其自动化姓名:班级:学号:指导老师:直流电机PWM调速实验一、实验目的:1、掌握脉宽调制的方法;2、用程序实现脉宽调制,并对直流电机进行调速控制二、实验设备:PC机一台,单片机最小系统,驱动板,直流电机,连接导线等三、实验原理:1、PWM(Pulse Width Modulation)简称脉宽调制。
即,通过改变输出脉冲的占空比,实现对直流电机进行调速控制。
2、实验线路图:四、实验内容:1、利用实验时提供的单片机应用系统及直流电机驱动电路板,编制控制程序,实现直流电机PWM调速控制。
2、连接实验电路,观察PWM调控速度控制,实现的加速、减速等调速控制。
五、实验步骤:1、按系统电路图连线,调试完成;2、开启单片机,按下键盘启动按钮,电机正常旋转;3、按动键盘加速、减速、正转、反转、停止按键,分别实现预定功能。
4、实验完成,收拾实验器械,整理。
六、实验程序:#include<reg51.h>#define TH0_TL0 (65536-1000)//设定中断的间隔时长unsigned char count0 = 50;//低电平的占空比unsigned char count1 = 0;//高电平的占空比bit Flag = 1;//电机正反转标志位,1正转,0反转sbitKey_add=P2 ^ 0; //电机减速sbitKey_dec=P2 ^ 1; //电机加速sbitKey_turn=P2 ^ 2; //电机换向sbit PWM1=P2^6;//PWM 通道1,反转脉冲sbit PWM2=P2^7;//PWM 通道2,正转脉冲unsigned char Time_delay;/************函数声明**************/void Delay(unsigned char x);voidMotor_speed_high(void);voidMotor_speed_low(void);voidMotor_turn(void);void Timer0_init(void);/****************延时处理**********************/void Delay(unsigned char x){Time_delay = x;while(Time_delay != 0);//等待中断,可减少PWM输出时间间隔}/*******按键处理加pwm占空比,电机加速**********/voidMotor_speed_high(void)//{if(Key_add==0)Delay(10);if(Key_add==0){count0 += 5;if(count0 >= 100){count0 = 100;}}while(!Key_add);//等待键松开}}/******按键处理减pwm占空比,电机减速*****/ voidMotor_speed_low(void){if(Key_dec==0){Delay(10);if(Key_dec==0){ count0 -= 5;if(count0 <= 0){count0 = 0; }}while(!Key_dec );}}/************电机正反向控制**************/ voidMotor_turn(void){if(Key_turn == 0){Delay(10);if(Key_turn == 0){Flag = ~Flag; }while(!Key_turn);}/***********定时器0初始化***********/void Timer0_init(void){TMOD=0x01; //定时器0工作于方式1TH0=TH0_TL0/256;TL0=TH0_TL0%256;TR0=1;ET0=1;EA=1;}/*********主函数********************/void main(void){Timer0_init();while(1){Motor_turn();Motor_speed_high();Motor_speed_low();}}/**************定时0中断处理******************/ void Timer0_int(void) interrupt 1 using 1{TR0 = 0;//设置定时器初值期间,关闭定时器TL0 = TH0_TL0 % 256;TH0 = TH0_TL0 / 256 ;//定时器装初值TR0 = 1;if(Time_delay != 0)//延时函数用{Time_delay--;}if(Flag == 1)//电机正转{ PWM1 = 0;if(++count1 < count0){PWM2 = 1;}elsePWM2 = 0;if(count1 >= 100){count1=0; }}else //电机反转{PWM2 = 0;if(++count1 < count0){ PWM1 = 1;}else PWM1 = 0;if(count1 >= 100){ count1=0;}七、实验心得:此次实验,不仅锻炼了我们的独立思考和动手能力。
电机与电力电子实训课程学习总结直流电机调速系统的设计与实现报告
电机与电力电子实训课程学习总结直流电机调速系统的设计与实现报告在本学期的电机与电力电子实训课程学习中,我主要学习了直流电机调速系统的设计与实现。
通过实际动手操作和理论学习,我对直流电机调速系统的原理和设计方法有了更深入的了解。
本文将对我在学习过程中的收获和实践经验进行总结和归纳。
一、引言随着工业自动化和智能化的发展,直流电机调速系统在工业控制领域中得到了广泛应用。
在本学期的实训课程中,我们团队以直流电机调速系统的设计与实现为主题进行了一系列的实践活动。
本报告旨在总结和记录我在实践中的学习和体验。
二、理论知识部分1.直流电机调速系统的基本原理在学习直流电机调速系统之前,首先需要了解直流电机调速系统的基本原理。
直流电机调速系统通常由电源、电机、调速器和传感器等组成。
其中,调速器根据传感器采集到的信息,通过对电机输入的电压、电流进行调节,实现电机的调速。
2.直流电机调速系统的设计方法在设计直流电机调速系统时,需要考虑到诸多因素,包括所需的转速范围、负载特性、效率要求等。
同时,还需要选择合适的调速器和传感器,并进行合理的电路设计和参数调节。
通过学习和实践,我对直流电机调速系统的设计方法有了更深入的理解。
三、实训过程与实践经验1.实训过程在实训过程中,我们按照实验指导书的要求,逐步进行了直流电机调速系统的设计和实现。
首先,我们通过搭建电路、安装传感器和调试电机等步骤,完成了系统的硬件搭建。
随后,我们使用相应的软件进行参数设置和调试,最终成功实现了直流电机的调速。
2.实践经验通过实践活动,我获得了以下几点实践经验:(1)重视实验前的理论学习:在进行实验之前,我充分学习了相关的理论知识,对直流电机的调速原理、调速器的工作原理等进行了深入的了解。
这为我实验的顺利进行提供了重要的理论支持。
(2)注重团队合作:在实训过程中,我们组建了一个学习小组,共同合作完成实践任务。
通过团队合作,我们相互帮助、相互学习,共同解决问题,提高了实验效率和实践能力。
直流电机调速_实训报告
一、引言直流电机因其结构简单、运行可靠、调速方便等优点,广泛应用于各种工业和家用电器中。
为了更好地掌握直流电机的调速原理和实现方法,我们进行了直流电机调速实训。
本报告将详细介绍实训过程、实验结果及分析。
二、实训目的1. 理解直流电机的调速原理和实现方法;2. 掌握直流电机调速电路的设计与搭建;3. 学会使用示波器、万用表等仪器对电路进行测试和分析;4. 提高动手实践能力和工程意识。
三、实训内容1. 直流电机调速原理直流电机调速主要采用调压、调阻和PWM调制三种方法。
本实训采用调压方法,通过改变输入电压来控制电机的转速。
2. 直流电机调速电路设计(1)电路组成:电源、直流电机、调速电路、负载、保护电路等。
(2)调速电路设计:采用继电器和电位器组成的分压电路,通过改变电位器阻值来调整输入电压。
3. 仪器使用(1)示波器:用于观察电压、电流等信号波形。
(2)万用表:用于测量电压、电流、电阻等参数。
四、实训步骤1. 搭建直流电机调速电路。
2. 连接电源,启动电机。
3. 调整电位器,观察电机转速变化。
4. 使用示波器观察电压、电流等信号波形。
5. 使用万用表测量电压、电流、电阻等参数。
6. 记录实验数据,分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 实验数据(1)输入电压:0V、2V、4V、6V、8V。
(2)电机转速:0r/min、300r/min、600r/min、900r/min、1200r/min。
(3)电流:0A、1A、2A、3A、4A。
2. 实验结果分析(1)电机转速与输入电压的关系:随着输入电压的增加,电机转速逐渐升高。
(2)电流与输入电压的关系:随着输入电压的增加,电流逐渐增大。
(3)电机转速与电流的关系:电机转速与电流成正比。
六、结论1. 通过本次实训,我们掌握了直流电机调速原理和实现方法。
2. 通过搭建直流电机调速电路,实现了对电机转速的调节。
3. 通过使用示波器和万用表等仪器,我们对电路进行了测试和分析,验证了实验结果的准确性。
直流电机调速报告.
直流电机驱动电路设计摘要:在自动控制中,计算机控制一直成为人们的关注焦点,但控制的实现还得借助电子控制器来实现,其中电机的驱动是一个最为普遍的问题。
本文所给出的直流电机驱动电路相当直观,直流电机的驱动比较简单,既可通过继电器或功率晶体管驱动,也可利用可控硅或功率型MOS场效应管驱动。
此课程设计目的在于驱动较大功率直流电动机,解决驱动电路发热,功率不足的问题。
驱动目标在于能够实现直流电机的正反转,快慢调速,启动停止等。
关键词:直流电机,正反转调速,MOS管,H桥,单片机目录一、引言................................ 错误!未定义书签。
二、直流电机的优势及总体方案............ 错误!未定义书签。
三、功能模块............................ 错误!未定义书签。
一、电源模块 (6)二、控制模块 (8)三、驱动模块 (10)四、测试调试分析 (11)一、程序及仿真 (12)二、软件设计 (14)五、参考文献 (15)六、附录 (16)1、pcb图 (18)2、备用驱动程序 (18)七、实验总结 (19)第一章引言在电气传动领域中,随着各项技术水平的不断提高,使得传统工艺有了深层次的提高,对人类的生产与生活,产生了深刻且深远的影响,已经与我们息息相关。
由于直流电动机具有良好的起动、制动性能,适宜在大范围内平滑调速,因此在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统中得到了广泛的应用。
而且,从控制的角度来看,直流调速还是交流调速,都用到拖动系统的基础。
随着单片机技术的日新月异,使许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,不但为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,而且使系统能达到了更高的性能,从而大大节约了人力资源,降低了系统成本,有效地提高了工作效率。
单片机具有小巧灵活、成本低、易于产品化、可靠性好、适应温度范围宽、易扩展、控制功能强等优点,用单片机取代模拟电路作为电动机的控制器,使电路更简单,模拟电路为了实现控制逻辑需要许多电子元件,使电路复杂,使用单片机微处理器后,绝大多数控制逻辑可通过软件实现可以实现较复杂的控制,单片机有更强的逻辑功能,运算速度和精度高、有大容量的存储单元,因此有能力实现复杂的控制灵活性和适应性强,单片机的控制方式是由软件完成的,如果需要修改控制规律,一般不必改变系统的硬件电路,只需修改程序即可,在系统调试和升级时,可以不断尝试选择最优参数,非常方便无零点漂移,控制精度高、数字控制不会出现模拟电路中经常遇到的零点漂移问题,无论被控量的大小,都可以保证足够的控制精度可提供人机界面,多机联网工作等优点。
直流电机调速系统实验
直流电机调速系统实验本章介绍直流调速系统的实验内容,其中包括晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定、单闭环晶闸管直流调速系统、双闭环晶闸管不可逆直流调速系统、逻辑无环流可逆直流调速系统、三闭环错位选触无环流可逆直流调速系统、双闭环直流脉宽调速系统。
实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验一、实验目的(1)熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。
(2)掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。
二、实验所需挂件及附件序号型号备注1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。
2 DJK02 晶闸管主电路3 DJK02-1三相晶闸管触发电路该挂件包含“触发电路”,“正反桥功放” 等几个模块。
4 DJK04 电机调速控制实验 I 该挂件包含“给定”,“电流调节器”,“速度变换”,“电流反馈与过流保护”等几个模块。
5 DJK10 变压器实验该挂件包含“三相不控整流”和“心式变压器”等模块。
6 DD03-3电机导轨﹑光码盘测速系统及数显转速表7 DJ13-1 直流发电机8 DJ15 直流并励电动机9 D42 三相可调电阻10 数字存储示波器自备11 万用表自备三、实验线路及原理晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机-发电机组等组成。
在本实验中,整流装置的主电路为三相桥式电路,控制电路可直接由给定电压U g作为触发器的移相控制电压U ct,改变U g的大小即可改变控制角α,从而获得可调的直流电压,以满足实验要求。
实验系统的组成原理图如图4-1所示。
四、实验内容(1)测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R。
(2)测定晶闸管直流调速系统主电路电感值L。
(3)测定直流电动机-直流发电机-测速发电机组的飞轮惯量GD2。
(4)测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数T d。
(5)测定直流电动机电势常数C e和转矩常数C M。
(6)测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M。
电动机的调速实训报告
一、实训目的电动机的调速是电气工程中的重要内容,它涉及到电动机的运行效率、控制性能以及系统的稳定性等多个方面。
本次实训旨在通过实际操作,使学生了解和掌握电动机调速的基本原理、方法及其在实际应用中的重要性。
通过本次实训,学生应达到以下目标:1. 理解电动机调速的基本原理和常用方法。
2. 掌握电动机调速系统的安装、调试和运行维护。
3. 培养学生实际操作能力和解决实际问题的能力。
4. 提高学生对电气工程实际应用的兴趣。
二、实训内容1. 电动机调速基本原理(1)直流电动机调速原理:通过改变直流电动机的电压、电枢电流或磁通来实现调速。
(2)异步电动机调速原理:通过改变异步电动机的供电频率、转差率或极数来实现调速。
(3)同步电动机调速原理:通过改变同步电动机的励磁电流或负载来实现调速。
2. 电动机调速方法(1)直流电动机调速:串励调速、并励调速、复励调速。
(2)异步电动机调速:变极调速、变频调速、串级调速。
(3)同步电动机调速:变频调速、变极调速。
3. 电动机调速系统(1)直流电动机调速系统:包括直流电动机、调速器、控制器等。
(2)异步电动机调速系统:包括异步电动机、变频器、控制器等。
(3)同步电动机调速系统:包括同步电动机、变频器、控制器等。
4. 电动机调速系统的安装、调试和运行维护(1)电动机调速系统的安装:按照设计图纸进行安装,确保各部件连接牢固。
(2)电动机调速系统的调试:调整系统参数,使系统达到最佳工作状态。
(3)电动机调速系统的运行维护:定期检查系统运行情况,及时处理故障。
三、实训过程1. 准备阶段(1)收集相关资料,了解电动机调速的基本原理和方法。
(2)熟悉实训设备,包括电动机、调速器、控制器等。
(3)制定实训计划,明确实训步骤和注意事项。
2. 实训实施(1)按照实训计划,进行电动机调速系统的安装。
(2)根据设计要求,进行系统参数的调试。
(3)观察系统运行情况,记录数据。
(4)分析数据,找出问题,并进行改进。
直流电机调速系统实验
第一章直流电机调速系统实验实验一单闭环不可逆直流调速系统实验一、实验目的(1)了解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。
(2)掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。
(3)认识闭环反馈控制系统的基本特性。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理为了提高直流调速系统的动静态性能指标,通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。
对调速指标要求不高的场合,采用单闭环系统,而对调速指标较高的则采用多闭环系统。
按反馈的方式不同可分为转速反馈,电流反馈,电压反馈等。
在单闭环系统中,转速单闭环使用较多。
在本装置中,转速单闭环实验是将反映转速变化的电压信号作为反馈信号,经“转速变换”后接到“速度调节器”的输入端,与“给定”的电压相比较经放大后,得到移相控制电压U ct,用作控制整流桥的“触发电路”,触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间,以改变“三相全控整流”的输出电压,这就构成了速度负反馈闭环系统。
电机的转速随给定电压变化,电机最高转速由速度调节器的输出限幅所决定,速度调节器采用P(比例)调节对阶跃输入有稳态误差,要想消除上述误差,则需将调节器换成PI(比例积分)调节。
这时当“给定”恒定时,闭环系统对速度变化起到了抑制作用,当电机负载或电源电压波动时,电机的转速能稳定在一定的范围内变化。
在电流单闭环中,将反映电流变化的电流互感器输出电压信号作为反馈信号加到“电流调节器”的输入端,与“给定”的电压相比较,经放大后,得到移相控制电压U ct,控制整流桥的“触发电路”,改变“三相全控整流”的电压输出,从而构成了电流负反馈闭环系统。
电机的最高转速也由电流调节器的输出限幅所决定。
同样,电流调节器若采用P(比例)调节,对阶跃输入有稳态误差,要消除该误差将调节器换成PI(比例积分)调节。
当“给定”恒定时,闭环系统对电枢电流变化起到了抑制作用,当电机负载或电源电压波动时,电机的电枢电流能稳定在一定的范围内变化。
pwm直流电机调速实验报告
pwm直流电机调速实验报告PWM控制直流电机实验报告PWM控制直流电机实验报告PWM控制直流电机实验一、实验目的1、熟悉PWM调制的原理和运用。
2、熟悉直流电机的工作原理。
3、能够读懂和编写直流电机的控制程序。
二、实验原理:运动控制系统是以机械运动的驱动设备??电机为控制对象,以控制器为核心,以电力电子器件及功率变换装置为执行机构,在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。
这类系统控制电机的转矩、转速和转角,将电能转换为机械能,实现运动控制的运动要求。
可以看出,控制技术的发展是通过电机实现系统的要求,电机的进步带来了对驱动和控制的要求。
电机的发展和控制、驱动技术的不断成熟,使运动控制经历了不同的发展阶段。
1、直流电机的工作原理: 直流电机的原理图图中,固定部分有磁铁,这里称作主磁极;固定部分还有电刷。
转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组。
(其中2个小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设置的)。
上图表示一台最简单的两极直流电机模型,它的固定部分(定子)上,装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S,在旋转部分(转子)上装设电枢铁心。
定子与转子之间有一气隙。
在电枢铁心上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈,线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上,此铜片称为换向片。
换向片之间互相绝缘,由换向片构成的整体称为换向器。
换向器固定在转轴上,换向片与转轴之间亦互相绝缘。
在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2,当电枢旋转时,电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。
当给电刷加一直流电压,绕组线圈中就有电流流过,由电磁力定律可知导体会受到电磁力作用。
导体处于N极下与电刷A接触电流向里流,产生电磁力矩为逆时针;导体处于S极下与电刷B接触电流向外流,产生电磁力矩仍为逆时针。
转子在该电磁力矩作用下开始旋转。
2、PWM调制原理脉冲宽度调节(PWM)是英文Pulse Width Modulation的缩写,简称脉宽调制。
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电力电子技术综合实验实验报告实验名称:直流电机调速实验院系:电气与电子工程学院组员:哈哈哈电气150* 115118****哈哈哈电气150* 115118**** 指导教师:赵国鹏成绩:日期:2019年1月11日一、实验目的1、熟悉直流PWM专用集成电路SG3525的组成、功能与工作原理。
2、熟悉H型PWM变换器的控制原理与特点。
3、学习PSIM仿真软件,能够通过该软件进行电力电子仿真。
4、通过仿真及实验学习直流电机双闭环调速系统。
二、实验内容1、复习直流-直流变流电路中桥式可逆斩波电路和直流电机工作原理2、通过PSIM仿真软件实现桥式可逆斩波电路带直流电动机仿真3、开环直流电机调速系统实验4、学习直流电机双闭环调速基本理论5、通过PSIM仿真软件实现直流电机双闭环调速仿真6、双闭环直流电机调速实验三、实验设备及仪器MCL系列教学实验台主控制屏、NMCL-22实验箱、直流电动机M03及测速发电机、双踪示波器、万用表四、实验过程及结果1、复习DC/DC变流电路中桥式可逆斩波电路和直流电机工作原理(1)DC/DC变流电路中桥式可逆斩波电路逆变电路如图所示,采用IGBT开关管作为开关器件,负载为电感性,对晶体管的控制按如下程序进行:在正半周期时让晶闸管VT1保持导通而让晶闸管VT4交替通断。
两管同时导通时,负载两端所加电压为直流电源电压ud,电动机工作于第1象Figure 1 H桥电路图限;当VT1导通VT4关断时,直到使VT4再一次导通之前由VD3续流。
若负载电流衰减较快则在VT4再一次导通之前负载电压为零。
这样负载上的输出电压就可以得到零和+ud 两种电平。
同样在负半周让晶体管VT2保持导通,当VT3导通时负载被加上负电压-ud ,电动机工作于第3象限;当VT3关断时VD4续流,负载电压为零,负载电压可以得到-ud 和零两种电平。
这样在一个周期内逆变器输出的PWM 波形就由±ud 和零三种电平组成。
二极管用于逆变电路的续流。
(2)直流电机工作原理如图所示,接入直流电源以后,电刷A 为正极性,电刷B 为负极性。
电流从正电刷A 经线圈ab 、cd ,到负电刷B 流出。
根据电磁力定律,在载流导体与磁力线垂直的条件下,线圈每一个有效边将受到一电磁力的作用。
电磁力的方向可用左手定则判断,伸开左手,掌心向着N 极,4指指向电流的方向,与4指垂直的拇指方向就是电磁力的方向。
在图示瞬间,导线ab 与dc 中所受的电磁力为逆时针方向,在这个电磁力的作用下,转子将逆时针旋转.即图中S 的方向。
随着转子的转动,线圈边位置互换,这时要使转子连续转动.则应使线圈边中的电流方向也加以改变.要进行换向。
由于换向器与静止电刷的相互配合作用,线圈不论转到何处,B 刷h 始终与运动到N 极下的线圈边相接触,而电极A 始终与运动到S 极下的线圈边相接触.这就保证了电流总是经电刷经N 极下导体流入,再沿S 极导体经电刷B 流出。
因而电磁力和电磁转矩的方向始终保持不变,使电机沿逆时针方向连续转动。
Figure 2 直流电机工作原理图2、通过PSIM仿真软件实现桥式可逆斩波电路带直流电动机仿真图 3仿真电路图 4占空比为25%时波形图 5占空比为50%时波形图 6占空比为75%时波形3、开环直流电机调速系统实验实验过程:1.UPW 模块的SG3525性能测试(1)用示波器观察UPW 的“1”端的电压波形,记录波形的周期,幅度;(2)调节RP2电位器,记录2端输出波形的最大占空比和最小占空比。
2.控制电路的测试——逻辑延时时间的测试将UPW 的“2”端与DLD(逻辑延迟环节)的”1”相连接。
用示波器同时观察DLD 的“2”端和“3”端。
记录延迟时间td3.DC/DC 带电感(电动机M03)负载。
(1)将H 桥的U 、V 、W 分别与电源的U 、V 、W 相连。
H 桥的1、3相连。
(2) 将电动机M03和发电机的并励绕组接入励磁电源。
(3) 发电机输出端接灯箱,灯箱相当于发电机负载。
(4)将电动机M03的电枢绕组接入H 桥的“6”端和“7”端(5)调整RP2电位器,将占空比调整为50%。
合上主电源,观察并记录H 桥的“6”端和“7”端输出电压的波形。
Figure 7 开环直流电机调速系统实验接线图(6)调整RP2,使占空比为0.25,记录H桥输出的电压波形和电压值(参考方向为6->7),同时记录电动机的转速和转向。
(7)调整RP2,使占空比为0.75,记录H桥输出的电压波形和电压值(参考方向为6->7),同时记录电动机的转速和转向。
(8)其他感兴趣的波形和数据。
(9)实验完毕,断开主电源。
4.DC/DC带电感(电动机M03)负载,发电机接电阻负载。
(1)连接发电机励磁电源(与电动机励磁并联即可);(2)发电机输出端接灯箱;(3)上电后观察电动机转速;(4)改变灯箱电阻,观察电动机转速。
实验结果:(1)根据实验数据,列出SG3525的周期、幅度以及2端输出波形的最大占空比和最小占空比图 8 SG3525的1端波形周期为4.000μs 幅度为328mV图 9 最小占空比时SG3525的2端波形图 10 最大占空比时SG3525的2端波形由波形得出:最小占空比为 5.8%、最大占空比 为95.6%(2)列出DLD 延时环节的延时时间。
图 11 延时环节延时时间:736ns设置延迟的目的:为了保证在对一个元件发出关断信号后,延迟足够时间再发出下一个开通信号,使器件能成功关断。
(3)列出不同占空比下的电压值和电压波形,及电机转速。
图 12 占空比为25%时电压波形图 13占空比为50%时电压波形图 14 占空比为75%时电压波形占空比为25%时:6-7端直流电压(平均值)为-132.2V6-7端交流电压(有效值)为255.6V电机转速为-823n/min占空比为75%时:6-7端直流电压(平均值)为123.9V6-7端交流电压(有效值)为264.2V电机转速为816n/min占空比为50%时:6-7端直流电压(平均值)为1.132V6-7端交流电压(有效值)为331.2V电机转速为12n/min(4)当发电机负载(电阻)变化时,转速变化情况分析。
不管电机是在正转还是反转,负载从有到无,结果都是转速上升。
原因就是,负载消耗的能量转移到转轴的动能上,所以转速上升。
4、学习直流电机双闭环调速基本理论图 15 双闭环脉宽调速系统的原理图如图13为直流调速系统的原理图。
它由电流与转速调节器——双闭环共同组成,且电流控制器负责给转速调节器输出电压。
基于该种原理,电枢电流由电流环进行调节转速偏差。
简言之,电机转速低时,转速调节器增加输出,电机电流随着给定电流持续增加而增加,使得电机加速运动;若电机转速高于给定转速,由于电流减小,调速器输出减小,迫使电机减速;若出现速度调节器饱和输出,电流环最大电流使得电机加速启动,从而使启动时间达到最小值,因此使电机被强制快速制动。
电动机正常运行需要转速负反馈,从而实现对电机转速的平衡。
为使速度、电流两负反馈分别发挥作用,必须以不同的调节器进行控制,以实现直流电机的转速和电流双闭环控制系统。
该系统由给定环节、转速调节器(ASR)、电流调节器(ACR)等部分组成。
电流双闭环直流调速系统、转速调节器ASR 和转速检测反馈回路共同组成转速环,而另外一环的电流环则由电流调节器 ACR 和电流检测反馈回路组成。
5、通过PSIM仿真软件实现直流电机双闭环调速仿真图 16 仿真电路图 17 直流电机速度变化图 18 速度反馈量和电流反馈量变化图 19 控制IGBT的脉冲变化图 20 H桥负载侧电压变化仿真结果分析:1.从图17可以看出速度的反馈控制模型就是典型的二阶滞后系统。
可以看出超调量、调整时间等参数。
2.从图18中可以看出速度的实时变化其实直接改变来源是电流的变化。
原因就是直流电机的转矩方程,电流决定了转矩的大小,转矩决定了转速的大小。
3.从图20图可以看出电流的变化直接来源就是电压的变化。
4.从图19可以看出电压的变化其实就是跟开环的电压控制原理一样,只是占空比的调节是实时变化的。
6、双闭环直流电机调速实验图 21 双闭环直流电机调速实验接线图实验过程:1. 闭环系统接线(1)DZS零速封锁器:NMCL-31中,红色输出端接DZS“1”端,FBS “3”端接DZS“2”端,DZS“3”端接ASR“4”端和ACR“8”端;(2)速度指令:NMCL-31中,S1为“正给定”,S2为“±给定”,“给定电压显示”电压表调为0,红色输出端接NMCL-18中ASR“2”端;(3)速度闭环:NMCL-18中ASR“5”和“6”之间接电容CA,并按下2μF;(4)电流闭环:ASR“3”端接ACR“3”端,ACR“9”和“10”之间接电容CB,并按下5μF;(5)电流反馈:ACR“1”接FBA中Ufi,FBA中“8”接控制地(NMCL “0”伏);(6)驱动电路:ACR“7”节UPW中的“3”,“13”接DLD左面输入端口;(7)速度反馈:FBS“1”端接电机速度传感器“-”端,FBS“2”端接速度传感器“+”端,FBS“2”端接控制地(NMCL“0”伏), FBS“3”端接ASR“1”端;(8)电源接NMCL-22整流端,连接“1”和“3”,“5”和“7”连接电机M03电枢端,M03励磁端接“直流励磁电源”,M01励磁端接“直流励磁电源”(与M03励磁电源并联使用),M01电枢端接灯箱。
2. 闭环系统参数调整(1)测量ASR“4”和ACR“8”确保是约为-15V(如果为0V,断开DZS“3”端,将ASR“4”和ACR“8”连接到-15V电源)。
(2)将ASR和ACR中的RP3逆时针旋转到最小。
(3)调节NMCL-31上面旋钮,改变指令值,让电压略大于0V(可以是1-2V)。
(4)FSB中RP瞬时针调到最大。
(5)调整ACR中的RP1,使得ACR“7”端小于1V(用示波器观察),调整UPW中RP使得占空比接近50%。
(6)启动主电路绿色按钮,电机低速旋转,确保ASR“1”端为负,如果不为负值,调换输出“+”和“-”的接线。
(7)调ACR中RP1,不让其限幅,此时电机加速,到速度不变停止调整RP1。
(8)调节NMCL-31上面旋钮,改变指令值,让电机转速为300—800转/分钟。
(9)将M01电枢端所接灯箱拔掉,观察转速变化。
(10)记录想记录的波形,测量想测量的电压,用于撰写报告。
(11)做完实验关机过程:调ACR中RP1使转速降为接近0V(用示波器观察,可以是1V),调节NMCL-31上面旋钮,改变指令值,让电压降为略大于0V(可以是1-2V)。
(12)按红色关机按键,实验结束。